大学计算机基础
1.3 计算思维应用领域
• 计算生物学 • 计算化学 • 计算机艺术 • 生理系统仿真 •…
三叶草上的玫瑰线
药物化学分子
分形艺术
德罗斯特效应
3D喷绘机器人 大学计算机基础
1.4 艺术思维与计算思维
• 内涵与发展
– 艺术思维的主体元素是情感和形象，本质是探讨情感 和形象的关系问题，其方式有三：
– 科学思维通常是指理性认知及其过程 – 两种基本类型：逻辑思维、非逻辑思维（形象、直觉）
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1.1 思维与科学思维
• 科学思维
– 目前真正具备系统和完善表达体系的思维模式有三： • 理论思维、实验思维、计算思维
– 分别对应： • 理论科学、实验科学、计算科学
– 学科交叉是创新的源泉，重构方法： • X@Computer! • Computer-based + X
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课程内容
• 计算思维概论 • 计算机基础知识 • 操作系统 • 多媒体技术与应用 • 计算机应用基础 • 计算机网络应用 • 网页设计与制作
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课前知识
• 课程安排 • 教材说明 • 平台教学 • 教学形式 • 考核安排
– 笔试（50%）+ 机考（20%）+ 平时（30%）
– 这也回答了我们为什么要开设计算机课程的问大题学计算机基础
1.1 思维与科学思维
• 科学思维方法 • 分逻辑方法和非逻辑方法两种 • 逻辑方法：
– 比较与分类、归纳与演绎 – 分析与综合、论证与反驳 – 抽象与具体
• 非逻辑方法：
– 联想与类比、灵感与直觉 – 想象（意境）
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1Байду номын сангаас2 计算思维
伏羲八卦编码 大学计算机基础
请完成课后习题1、2
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– 艺术反哺科学创作 – 艺术化简与抽象不谋而合 – 分形是计算机编程艺术典范
莫比乌斯带
齐白石·虾
分形艺术 大学计算机基础
1.5 艺术创作中的计算思想
• 黄金比例与黄金数
– φ=0.618033618…和Φ=1.618033618…表示两个黄金数
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1.5 艺术创作中的计算思想
• 图形艺术与分形
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第一章 计算思维概论
• “科学与艺术是把握世界和生活的不同支点”
• 教学内容
– 1.1 思维与科学思维 – 1.2 计算思维概念 – 1.3 计算思维应用领域 – 1.4 艺术思维与计算思维 – 1.5 艺术创作中的计算思想
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1.1 思维与科学思维
• 思维
– 农民如何判断作物成熟收割时间？ – 医生如何判断病因并做出治疗方案？ – 艺术家如何设计艺术形象传达情感？ • 通过迂回、间接的途径去寻找问题的答案的认识活动，就 是思维活动 – 思维是对客观事物本质和规律的抽象和高级认知 – 思维以感知为基础又超越感知的界限 – 思维的两个重要特征：间接性、概括性
• 计算机科学与计算思维
– 南京大学陈道蓄教授的“菜刀科学”问题 – 以色列学者哈雷尔在《算法学：计算的本质》一书中
提出这样的问题：论技术的影响，电话也很大，为什 么没有电话科学？论技术复杂性，人造卫星很复杂， 为什么没有被广泛接受的人造卫星科学。 – 计算机是计算的工具，用计算机给这门科学命名，就 像用“手术刀科学”给外科学命名一样地不合适。 – 我们所使用的工具影响着我们的思维，类似有天文学 （望远镜）、生物学（显微镜）、音乐（麦克风）。
大学计算机基础 与计算思维
课程性质
• 本课程是大学计算机基础教育课
– 课程以计算思维为核心，引导大家认识以计算机操作、 办公软件、多媒体技术和网络应用为核心的信息技术 在现代信息社会中的重要地位和作用，提高大家的信 息素养和计算思维能力，使大家能在将来利用计算机 解决专业问题和进行艺术创作中长期受益。
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1.1 思维与科学思维
• 思维的能动性
– 思维借助感知材料经过加工处理改造客观世界
• 思维形式
– 形象思维（艺术思维） – 抽象思维（逻辑思维） – 灵感思维（直觉思维）
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1.1 思维与科学思维
• 科学思维
– 科学抽象是科学认识从感性认识阶段上升到理性阶段的 飞跃的决定性环节
• 计算思维概念
– 运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和 理解人类行为的思维活动
– 观察右图
• 人类自身自然抽象能力的体现
– 计算思维的本质：
• 抽象、自动执行
– 计算思维是一个概念，不是编程
– 计算思维是人的思维不是计算机思维
– 是数学与其他学科的交叉和融合
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1.2 计算思维
• 交叉与融合
– 科学和艺术活动的创作过程一般都分为准备期、酝酿 期、顿悟期和验证期四个阶段
– 艺术创作与科学创造过程均经历形象分解、简化变形 和抽象定型等多个阶段
– 科学是思想，艺术是感情，二者如车之两轮、鸟之两 翼，即相互独立又相互联系，密不可分。
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1.4 艺术思维与计算思维
• 交叉与融合
• 一是对形象的直觉 • 二是对形象情感的想象 • 三是对形象的灵感的领悟
– 计算思维是人的思维，本质是对现实世界进行信息抽 象并利用工具实现信息转换的一种思维方式
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1.4 艺术思维与计算思维
• 特征与方法
– 艺术思维是对现象和本质两方面进行双重加工 – 计算思维的典型特征是概念化和抽象化
– 图形可以分为两类：一类是仿真的；一类是示意的。
《无尽无极》：吴作人
巴特农神殿
《流光》：吴冠中
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1.5 艺术创作中的计算思想
• 算法设计
– 算法是对特定问题求解步骤的一种描述，由有限个操 作组成，以典型的递归算法和语义符号为例
• 盗梦空间的递归 • 德罗斯特效应 • 伏羲八卦
德罗斯特效应